Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінде философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Актаев Медет Рыскалиевич «8D05208 – Экология және табиғатты пайдалану» білім беру бағдарламасы бойынша «Семей полигоны аумағындағы 1004 ұңғымадағы термоядорлық жарылыстан кейінгі радионуклидтердің геохимиялық миграциясы» тақырыбында диссертациясы қорғалады.
Диссертация Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «Қоршаған ортаны қорғау саласында басқару және инжиниринг кафедрасы» кафедрасында орындалды.
Қорғау тілі - орыс тілінде
Ресми рецензенттер:
Байгазинов Жанат Абылканович – философия докторы (PhD), «Ядролық технологиялар паркі» АҚ басқарма төрағасы (Курчатов қ., Қазақстан Республикасы);
Ташекова Ажар Жумановна – философия докторы (PhD), «Alikhan Bokeikhan University», қолданбалы биология кафедрасының профессоры (Семей қ., Қазақстан Республикасы).
Диссертациялық кеңестің уақытша мүшелері:
Поливкина Елена Николаевна – биология ғылымдарының кандидаты, Радиациялық қауіпсіздік және экология институты филиалының Радиоэкологиялық және биогеохимиялық зерттеулер зертханасының меңгерушісі (Курчатов қ., Қазақстан Республикасы);
Кливенко Алексей Николаевич – философия докторы (PhD), Шәкәрім атындағы университеттің «Радиоэкологиялық зерттеулер» ғылыми орталығының жетекшісі (Семей қ., Қазақстан Республикасы);
Тибор Ковач – PhD, Венгрияның радиохимия және радиоэкология институты, бөлім меңгерушісі (Веспрем қ., Венгрия).
Ғылыми кеңесшілері:
Акбаева Ляйля Хамидуллаевна – биология ғылымдарының кандидаты, Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, «Қоршаған ортаны қорғауды басқару және инжиниринг» кафедрасының профессоры м.а. (Астана қ., Қазақстан Республикасы);
Кузьменкова Наталья Викторовна – география ғылымдарының кандидаты, М.В. Ломоносов атындағы Мәскеу мемлекеттік университетінің радиохимия кафедрасының ғылыми қызметкері (Мәскеу қ., Ресей Федерациясы).
Қорғау 2025 жылғы 24 сәуір, сағат 10:00-де Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «8D05208 – Экология және табиғатты пайдалану» білім беру бағдарламасы бойынша «8D052 – Қоршаған орта» кадрларды даярлау бағыты бойынша диссертациялық кеңесте өтеді. Диссертациялық кеңес мәжілісі аралас форматта (оффлайн және онлайн) өткізіледі деп жоспарлануда.
Сілтемесі: https://surl.li/eijuch
Мекен-жайы: Астана қаласы, Қажымұқан көшесі, 13, №3 оқу-әкімшілік ғимараттың №333 аудиториясы.
Аңдатпа (қаз.): Зерттеу тақырыбының өзектілігі. 1949-1989 жылдар аралығында Семей сынақ полигонында (ССП) жүргізілген ядролық сынақтар Қазақстан тарихында терең із қалдырды. Жерүсті және жерасты сынақтары экологиялық айтарлықтай зиян келтіріп, халықтың денсаулығына кері әсер етті. 1991 жылы полигонның жабылуы ядролық қарудан азат әлемге қарай маңызды қадам болды, алайда ядролық сынақтардың салдарын қазіргі уақытта зерттеу қажеттілігі сақталуда. Қоршаған ортаны және, әсіресе, адамдарды қалдық және қайталама радиоактивтілік әсерінен қорғау полигон мәселелерін шешудің басты аспектісі болып табылады. ССП мәселелерін шешу қажеттілігі халықаралық қауымдастық тарапынан мойындалған. Біріккен Ұлттар Ұйымының Бас Ассамблеясы бұл жағдайдың маңыздылығын ескере отырып, аймаққа көмек көрсету туралы үш қарар қабылдады. Қазіргі таңда радиациялық ластанған аумақтарды шаруашылық айналымына қайтару бойынша жоспарлы жұмыстар жүргізу қажеттілігі туралы бірқатар шешімдер қабылданды. Бұл шешімдер 2009 жылғы 6 сәуірде Қазақстан Республикасы Қауіпсіздік Кеңесінің және 2009 жылғы 7 мамырда Қазақстан Республикасы Қауіпсіздік Кеңесі жанындағы Ведомствоаралық комиссияның хаттамалық шешімдерімен, сондай-ақ 2005-2007 жылдарға арналған бұрынғы Семей ядролық сынақ полигонының мәселелерін кешенді шешу бағдарламасымен қолдау тапты. Сонымен қатар, 2023 жылғы 5 шілдеде бұрынғы Семей ядролық сынақ полигонының аумағын қалпына келтіруге бағытталған Семей ядролық қауіпсіздік аймағы туралы жаңа заң қабылданды. ҚР заңнамасына сәйкес, қазіргі уақытта ССП бүкіл аумағы резервтік жер санатына жатады. ҚР Жер кодексінің 143-бабына сәйкес, «ядролық қару сынақтары жүргізілген жер учаскелері барлық сынақ салдарын жою шаралары аяқталып, мемлекеттік экологиялық сараптаманың оң қорытындысы алынғаннан кейін ғана ҚР Үкіметінің қарауымен меншікке немесе жер пайдалануға берілуі мүмкін». Қолда бар деректерге сүйенсек, полигонның кейбір жерлері санитарлық-гигиеналық нормативтерге (СГН) сәйкес келеді және осыған байланысты оларды шаруашылық мақсатта пайдалану мүмкін. Осы себепті полигон аумағының экологиялық қауіпсіздігін зерттеу өте маңызды. Қазіргі Семей полигоны әскери қауіптің көзі болудан қалып, ғылыми зерттеулер нысанына айналды. Бұл зерттеулер радионуклидтердің әртүрлі ортадағы геохимиялық миграциясын, экожүйелер мен адамдарға радиациялық қауіп-қатерді бағалауды, сондай-ақ радиациялық әсерді болжау модельдерін әзірлеуді қамтиды. Қазіргі таңда ССП аумағындағы термоядролық жарылыстар нәтижесінде қалыптасқан су айдындарынан радионуклидтердің геохимиялық миграциясымен байланысты бірқатар толық зерттелмеген мәселелер бар. Радионуклидтер коллоидтар түрінде, минералды бөлшектердің немесе органикалық заттардың бетінде сорбцияланған күйде миграциялауы мүмкін. Бұл олардың қозғалғыштығы мен таралу қашықтығын едәуір арттыруы ықтимал. Сонымен қатар, геологиялық түзілімдер радионуклидтердің геохимиялық миграциясы үшін табиғи тосқауылдар қызметін атқарып, оларды белгілі бір деңгейлерде ұстап қалуы мүмкін. Жалпы алғанда, ССП аумағында радионуклидтердің таралуының негізгі механизмдері ауа және су ортасымен байланысты. Осындай нысандардың бірі – 1965 жылдың қаңтарында 1004 ұңғымасында жасалған алғашқы кеңестік өндірістік экскавациялық жарылыс нәтижесінде пайда болған су айдыны. Бұл жарылыстың мақсаты құрғақ аймақтарда жасанды су қоймасын құру болды. Кейіннен бұл су айдыны шартты түрде «Атом көлі» деп аталды. Бұрын жүргізілген зерттеулер «Атом көлінің» әртүрлі жағалауындағы радионуклидтердің құрамында айтарлықтай айырмашылықтар бар екенін көрсетті. Ластану көздері, ең алдымен, термоядролық жарылыс нәтижесінде тау жыныстарының түсуі мен бөлінуі кезінде пайда болған шұңқыр маңындағы топырақтарда орналасқан деп болжануда. Қазіргі уақытта радионуклидтік ластанудың негізгі бөлігі осы шұңқыр айналасындағы топырақтарда шоғырланған. Сонымен қатар, су айдынындағы ластанудың негізгі көзі ретінде «Балапан» сынақ алаңындағы басқа жерасты ұңғымаларынан «Атом көліне» ластанған жерасты суларының түсу мүмкіндігі қарастырылған. Гипотеза (Болжам). Қазіргі уақытта «Атом көлінің» радионуклидтік ластануы екі факторға байланысты болуы мүмкін. Негізгі және басты ластану көзі – «Атом көлінің» айналасындағы шұңқыр топырағынан техногендік радионуклидтердің атмосфералық жауын-шашынмен шайылуы. Қосымша ластану көзі – «Атом көліне» жақын орналасқан «сынақ ұңғымаларынан» геологиялық жарықтар арқылы жерасты суларымен техногендік радионуклидтердің енуі. Зерттеу мақсаты «Атом көліне» қатысты радионуклидтердің қоршаған ортадағы геохимиялық миграциясы мен таралу процестерін зерттеу және радиациялық дозалық жүктемені бағалау. Зерттеу міндеттері: 1. «Атом көлі» қоршаған орта объектілеріндегі техногендік радионуклидтердің таралуын зерттеу. 2. Радионуклидтердің таралуы мен миграциясына әсер ететін гидрохимиялық және гидротермиялық факторларды анықтау. 3. «Атом көліне» жақын орналасқан жерасты суларының ластану деңгейін және радионуклидтердің геохимиялық миграциясын зерттеу. 4. «Атом көлі» суларының ластану көзін анықтау. 5. Зерттелетін аумақтың иондаушы сәулелену дозалық жүктемесін бағалау. Зерттеудің жаңалығы: Семей сынақ полигонында экскавациялық термоядролық сынақтар жүргізілген аймақтарда техногендік радионуклидтердің кеңістіктік таралуын кешенді зерттеу алғаш рет жүргізілді. Бұл зерттеу техногендік радионуклидтердің қоршаған орта объектілерінде таралу заңдылықтарын кеңінен түсінуге мүмкіндік берді. Алғаш рет радионуклидтердің су ортасын ластау көзі анықталып, оның негіздемесі жасалды. Сондай-ақ, радионуклидтердің таралу механизмдері мен су бағанасының стратификациясының рөлі зерттелді. Ластанған топырақ аумағындағы радионуклидтердің кеңістіктік таралуына қатысты жаңа деректер алынды. Радиациялық қауіпсіздік шараларын қабылдау үшін аймақтық ластану ерекшеліктері анықталды. «Атом көлінің» маңында халық үшін радиациялық фонның жоғарылау жағдайында сәулелену дозасын есептеу алғаш рет жүргізілді және радиациялық қауіпсіздікті қамтамасыз ету бойынша ұсыныстар әзірленді. Зерттеу нысаны: Зерттеу нысаны – «Атом көлі» Семей сынақ полигонының оңтүстік-шығыс бөлігінде, «Балапан» сынақ алаңында орналасқан. Объектінің координаттары: 49°56'07.13"С солтүстік ендік және 79°00'30.34"Ш шығыс бойлық. Абсолюттік биіктігі теңіз деңгейінен 298 м. Қазіргі уақытта көлдің тереңдігі 80 м, шұңқыр диаметрі 400 м, топырақ жиегінің биіктігі 20-35 м. Көлдің жалпы су көлемі 6 000 000 м³ Зерттеудің ғылыми және практикалық маңыздылығы. Бұл зерттеудің маңыздылығы – термоядролық жарылыс нәтижесінде қоршаған ортада техногендік радионуклидтердің таралу заңдылықтарын анықтау. Алынған мәліметтер радионуклидтердің әртүрлі ортадағы миграция модельдерін нақтылау мен тексеру, сондай-ақ олардың су ортасындағы ұзақ мерзімді мінез-құлқын болжау үшін қолданылады. Практикалық маңыздылығы – зерттеу нәтижелері «Атом көлі» аймағын резервтік жер мәртебесінен шығару және оны шаруашылық айналымынан алып тастау жөніндегі шешімдерді негіздеуге көмектеседі. Радиациялық дозалық жүктеме туралы деректер объектке кіруді бақылау жүйесін әзірлеу үшін қажет. Бұл халықтың денсаулығын қорғау және радиациялық әсер ету қаупін рұқсат етілген деңгейден асып кетпеуін қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Көл бастапқыда Шаған өзенінің ағынын реттеу және шаруашылық қажеттіліктер үшін жасалған. Сондықтан оның радиациялық және химиялық жағдайын зерттеу көлдің болашақта қолдану мүмкіндігін бағалау үшін аса маңызды. Зерттеу нәтижелері: 1. «Атом көлі» суында 3H (тритий) және 90Sr (стронций-90) радионуклидтері анықталды. 3H белсенділігі 160–20000 Бк/кг, ал 90Sr белсенділігі 1–15 Бк/кг аралығында өзгерді. Минималды концентрациялар 10-20 м тереңдікте байқалса, максималды концентрациялар 60-80 м тереңдікте тіркелді. 239+240Pu (плутоний-239+240), 241Am (америций-241) және 137Cs (цезий-137) радионуклидтері көлдің бетінде де, түбінде де анықталған жоқ. Маусымдық зерттеулер 3H және 90Sr тереңдік бойынша тұрақты таралғанын көрсетті, бұл 20 м-ден төмен қабаттарда су алмасу процесінің болмауымен байланысты. Ластанған шұңқыр топырағының ауа ортасына әсер етуі көлден 200 м қашықтықта байқалды, бұл қашықтықта 239+240Pu концентрациясы рұқсат етілген деңгейден екі есе жоғары. 2. Радионуклидтердің тереңдік бойынша таралуы мен маусымдық тұрақтылығы су құрамындағы еріген химиялық қосылыстар әсерінен жүреді. Жоғарғы және түбіндегі су құрамында екі есе айырмашылық байқалады. Минералдану деңгейі жоғарғы қабатта (0-20 м) 10 г/л, ал түбінде 20 г/л болды. Бұл судың тығыздығының артуына және көлде тоқырау режимінің қалыптасуына алып келді. Гидротермиялық режим бойынша 20 м тереңдікке дейін термоклин (температуралық қабат) бар, онда жел мен жылу конвекциясы әсерінен су алмасу жүреді. 20 м-ден төмен көл суы сыртқы физикалық процестер әсеріне ұшырамайды. 3. Аумақ су өткізбейтін сазды жыныстардан, глинисті тақтатастардан және алевролиттерден тұрады. Бұл жыныстар «Балапан» сынақ алаңының жерасты суларынан келетін ластануды болдырмайды. «Балапан» алаңының жерасты сулары 3H ластану деңгейіне әсер етпейді. 3H (тритий) шұңқыр топырағынан тек жер үсті суларымен ғана емес, жер асты суларымен де таралады. Ластанған жер асты сулары Шаған өзенінің 2 км төменгі ағысында радионуклидтік ластану көзі болуы мүмкін. 4. Изотоптық талдау (δ18O÷δ2H) «Атом көлі» мен «Балапан» сынақ алаңының жерасты сулары арасында байланыс жоқ екенін дәлелдеді. Көлдің су алмасуы ластанған жерасты суларынан тәуелсіз. Жалғыз ластану көзі – шұңқыр топырағы. 5. Радиациялық дозалық жүктеме есептеулері бұл аймақта тұрақты өмір сүру мүмкін еместігін көрсетті, себебі негізгі сәулелену көзі – 137Cs (цезий-137) радионуклидінің сыртқы сәулеленуі. Аумақта тұрақты өмір сүру халық үшін рұқсат етілген жылдық дозадан асып кетуге әкеледі. Ғылым дамуының бағыттарына немесе мемлекеттік бағдарламаларға сәйкестігі. Зерттеу экологиялық қауіпсіздік, радиациялық қорғау және қоршаған ортаны сақтау саласындағы ғылымның басым бағыттарына сәйкес келеді. Жұмыстың нәтижелері Қазақстан Республикасының радиоактивті ластанған аумақтарды мониторингтеу және қалпына келтіру жөніндегі мемлекеттік бағдарламалары аясында, сондай-ақ радиациялық ластану қаупін басқару стратегияларын әзірлеу кезінде пайдаланылуы мүмкін. Ізденушінің жеке үлесі. Ізденуші 2022-2024 жылдары Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің Су ресурстары зертханасы базасында диссертациялық жұмыс орындады. Көрсетілген кезеңде ол зерттеу әдістемесін әзірлеуге, далалық және зертханалық жұмыстарды жүргізуге, деректерді талдауға және ғылыми жарияланымдарды дайындауға тікелей қатысты. Жұмыстың апробациясы. Зерттеудің жекелеген нәтижелері келесі ғылыми журналдарда жарияланды: 1. Characterization of geological and lithological features in the area proximal to tritium contaminated groundwater at the Semipalatinsk test site // PLOS ONE. – 2023. - 8 February; 2024 – 6 March; 2024 - 22 March. 2. Research on the Conditions of Water Formation in radiation-hazardous sites of the Semipalatinsk test point // News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan Series of Geology and technical Sciences. – 2023. – Vol. 5, №461. – Р. 35-44. 3. Tritium distribution in the «water-soil-air» system in the Semipalatinsk Test Site // PLOS ONE. – 2023 - 16 July; 2023 - 26 December. 4. The character of radionuclide contamination of natural lakes at the territory of the Semipalatinsk test site // Journal of Environmental Radioactivity. 5. Research into the current radiological state of air and monitoring observations on STS and the adjacent territory // Journal of Environmental Radioactivity. – 2023. – Vol. 264. – Р. 107199. 6. Оценка дозовых нагрузок для различных поведенческих сценариев на территории «Атомного озера» // Вестник НЯЦ РК. – 2023. - №1. – Б. 55-60. 7. Радиационный мониторинг поверхностных и подземных вод на территории Семипалатинского испытательного полигона // Радиобиология и экологическая безопасность -2022: материалдар. халықаралық конф. (Минск, 2022 - 26-27 мамыр). 8. Мониторинг тритиевого загрязнения вод р. Шаган // Жұмыстар жинағы Қазақстан радиоэкологиясының өзекті мәселелері (Павлодар: ҚР ҰЯО РМК Радиациялық қауіпсіздік және экология институты, 2023. – 7 шығарылым). 9. Оптимизация мониторинговых наблюдений вод на радиационно-опасных участках СИП при помощи метода изотопной гидрологии // Жұмыстар жинағы Қазақстан радиоэкологиясының өзекті мәселелері (Павлодар: ҚР ҰЯО РМК Радиациялық қауіпсіздік және экология институты, 2023. – 7 шығарылым). Жарияланымдар. Диссертациялық жұмыстың мазмұны 9 жарияланымда көрініс тапты: 5 – Scopus деректер базасына кіретін басылымдарда; 1 – ҚР Білім және ғылым министрлігінің Білім беру және ғылым сапасын қамтамасыз ету комитеті ұсынған басылымда; 1 – конференция тезистер жинағында; 2 – ғылыми еңбектер жинағында. Диссертацияның құрылымы мен көлемі. Диссертация нормативтік сілтемелерден, белгілер мен қысқартулардан, кіріспеден, әдеби шолудан, зерттеу материалдары мен әдістерінен, нәтижелер мен қорытындыдан тұрады. Жұмыстың библиографиялық тізімі 208 дереккөзді қамтиды. Ғылыми зерттеу 122 беттен тұрады, оның мазмұны 14 кесте және 54 суретпен расталған.
Зерттеулерді этикалық бағалау жөніндегі комиссияның қорытындысы
Диссертациялық кеңестің шешімі
Диссертация қорғауының бейнежазбасы: https://youtu.be/eN7I6rG9Dhs
